DE516991C

DE516991C - Herstellung von Graphit und Wasserstoff

Info

Publication number: DE516991C
Application number: DEI39484D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Baehr
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1929-10-04
Filing date: 1929-10-04
Publication date: 1931-01-29

Description

Herstellung von Graphit und Wasserstoff Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan, werden beim Überleiten über Kontaktstoffe bei erhöhter Temperatur in Kohlenstoff und Wasserstoff gespalten. Diese Reaktion verläuft endotherm, so daß die erforderliche Wärmemenge durch direkte oder indirekte Heizung den Reaktionsgefäßen zugeführt werden muß. Bei indirekter Heizung überzieht sich der Kontakt bald mit einer festhaftenden Schicht von Ruß und wird unwirksam; bei der direkten Heizung wird der gesamte abgeschiedene Kohlenstoff während der Heizperiode durch Luft verbrannt, kann also lediglich zur Unterstützung des Aufheizens nutzbar gemacht werden. Es wurde ferner vorgeschlagen, Kohlenwasserstoffe zwecks Gewinnung von Ruß durch flüssige Metalle zu leiten. Um bei diesem Verfahren den Kohlenstoff in einer dem Lampenruß entsprechenden hochwertigen Form zu gewinnen, muß die Temperatur des Metallbades möglichst niedrig und die Gasgeschwindigkeit sehr groß gehalten werden. Infolgedessen findet nur eine teilweise Zersetzung der Kohlenwasserstoffe statt, so daß der entstehende Wasserstoff stark mit unzersetzten Kohlenwasserstoffen verunreinigt ist.
Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile vermeiden und die Kohlenwasserstoffe vollständig unter Bildung von Graphit und reinem Wasserstoff zersetzen kann, wenn man sie bei normalem oder erhöhtem Druck mit kleiner Geschwindigkeit durch hocherhitzte Metallbäder leitet. Als besonders hierfür geeignete Metalle kommen z. B. in Betracht: geschmolzenes Eisen, Nickel, Kobalt, Kupfer, Mangan usw. Ebenso können geeignete Mischungen bzw. Legierungen von Metallen benutzt werden. Die Temperatur der Metallbäder soll nicht unter iioo° liegen. Die Verwendung von carbidbildenden Metallen, wie Eisen, Nickel usw., ist deshalb von besonderem Vorteil, weil diese Metalle eine leichtere Gräphitierung des Kohlenstoffs bewirken. Der im Metall in Form von Carbid enthaltene bzw. gelöste Kohlenstoff wird durch Behandeln der Schmelze mit Luft oder Sauerstoff enthaltenden Gasen alsKohlenoxvd bzw. -dioxyd entfernt, jedoch wird das Einblasen von Luft unterbrochen, bevor Oxydation der Metalle selbst eintritt. Die hierbei entstehende Wärmemenge wird zur Rufheizung des Metallbades mitbenutzt. Die zur Erhaltung der Temperatur des Metallbades notwendige Wärmemenge kann durch Strahlung oder Wärmeleitung, zweckmäßig in der in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Art, dem Bad zugeführt werden. Der bei dem Verfahren neben reinem Wasserstoff anfallende Graphit wird aus dem Wasserstoff durch mechanische oder elektrische Filter oder durch Waschen des Gases mit einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, abgeschieden.
Beispiel i Eisen wird durch Strahlung im Herd i der in der Abb. i schematisch wiedergegebenen Einrichtung geschmolzen. In diesem Eisenbad, das eine Temperatur von etwa 130o° hat, befindet sich eine Glocke 2, die an der Sohle durch .Öffnungen 3 mit dem Herd i in Verbindung steht, so daß das geschmolzene Metall in den inneren Teil der Glocke gelangen kann. In die Glocke 2 führt das Einleitungsrohr q. für die Kohlenwasserstoffe, die beim Durchgang durch das geschmolzene Metall zersetzt werden. Die Berührungszeit des Gases mit dem Eisen hängt von der Tauchtiefe des Einleitungsrohres ab. Diese beträgt ungefähr 5o cm. Der gebildete Wasserstoff und der von diesem mitgerissene Graphit werden durch den Stutzen 5 abgeführt. Der sich im Eisen lösende Kohlenstoff wird mit Luft, die durch die Rohre 6 eingepreßt wird, verbrannt und das hierbei entstehende Kohlenoxyd mit den Heizgasen vereinigt, die über dem Eisenbad im Heizraum 7 zur Verbrennung gebracht werden, so daß durch die entstehende Wärmestrahlung dem Metallbad die nötige Wärme zugeführt wird. Um das Eisen innerhalb der Zersetzungsglocke 2 dauernd zu erneuern, wird der Druck des abziehenden Wasserstoffs von Zeit zu Zeit oder dauernd geändert. Bei steigendem Druck wird das bei der Umsetzung Wärme abgebende Eisen aus der Glocke herausgedrückt und vermischt sich mit dem heißen Metall des Heizraumes. Beim Nachlassen des Wasserstoffdruckes fließt das heiße Eisen in die Glocke nach, so daß hierdurch eine Zirkulation des Eisens stattfindet, ohne daß Wasserstoff zu den Heizgasen oder diese in die Zersetzungsglocke gelangen können. Beispiel e Kupfer wird in dem Schmelzraum i des in Abb. 2 wiedergegebenen Ofens durch Strahlungswärme eingeschmolzen und die Badtemperatur auf etwa 130o° gehalten. Der Herd des Ofens ist durch eine Trennwand 2 in zwei Teile geteilt, von denen der kleinere 3 als Zersetzungsraum dient. Die zu zersetzenden Gase werden durch Rohr q., das i m unterhalb der Metalloberfläche mündet, eingeleitet. Der entstehende Wasserstoff verläßt zusammen mit dem gleichzeitig gebildeten Graphit durch Stutzen 5 den Ofen. Der sich in dem Metall abscheidende Kohlenstoff wird durch Luft 6, ähnlich wie in Beispiel i angegeben, ausgeblasen. Der Ofen ist um seine Längsachse drehbar und kann mit Hilfe der Lagerung 7 nach beiden Seiten geneigt werden. Hierbei findet ein Austausch des Metalles zwischen dem Heizraum i und dem Zersetzungsraum 3 statt, so daß auch bei dieser Einrichtung ein kontinuierliches Arbeiten möglich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Herstellung von Graphit und Wasserstoff durch Zersetzen von Kohlenwasserstoffen in Metallbädern, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohlenwasserstoffe bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck bei einer zur Abscheidung des Kohlenstoffs als Graphit erforderlichen Geschwindigkeit durch hocherhitzte Metallbäder leitet.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbäder durch Strahlung beheizt werden und der im Metall in Form von Carbid enthaltene oder gelöste Kohlenstoff durch Einblasen von Luft oder anderen oxydierenden Gasen beseitigt wird.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallbad aus einem Heizraum und einem Zersetzungsraum besteht, die derart miteinander verbunden sind, daß durch Druckänderung im Heiz- oder Zersetzungsraum oder durch Neigen des Ofens das geschmolzene Metall gemischt werden kann, ohne daß zwischen Heizraum und Zersetzungsraum ein Gasaustausch stattfindet.